Se da la desigualdad:
$$\left(2^{x + 1} + 4^{x}\right) - 80 < 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\left(2^{x + 1} + 4^{x}\right) - 80 = 0$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación:
$$\left(2^{x + 1} + 4^{x}\right) - 80 = 0$$
o
$$\left(2^{x + 1} + 4^{x}\right) - 80 = 0$$
Sustituimos
$$v = 2^{x}$$
obtendremos
$$v^{2} + 2 v - 80 = 0$$
o
$$v^{2} + 2 v - 80 = 0$$
Es la ecuación de la forma
a*v^2 + b*v + c = 0
La ecuación cuadrática puede ser resuelta
con la ayuda del discriminante.
Las raíces de la ecuación cuadrática:
$$v_{1} = \frac{\sqrt{D} - b}{2 a}$$
$$v_{2} = \frac{- \sqrt{D} - b}{2 a}$$
donde D = b^2 - 4*a*c es el discriminante.
Como
$$a = 1$$
$$b = 2$$
$$c = -80$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c =
(2)^2 - 4 * (1) * (-80) = 324
Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
v1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)
v2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)
o
$$v_{1} = 8$$
$$v_{2} = -10$$
hacemos cambio inverso
$$2^{x} = v$$
o
$$x = \frac{\log{\left(v \right)}}{\log{\left(2 \right)}}$$
$$x_{1} = 8$$
$$x_{2} = -10$$
$$x_{1} = 8$$
$$x_{2} = -10$$
Las raíces dadas
$$x_{2} = -10$$
$$x_{1} = 8$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} < x_{2}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{2} - \frac{1}{10}$$
=
$$-10 + - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{101}{10}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\left(2^{x + 1} + 4^{x}\right) - 80 < 0$$
$$-80 + \left(\frac{1}{4^{\frac{101}{10}}} + 2^{- \frac{101}{10} + 1}\right) < 0$$
9/10 4/5
2 2
-80 + ----- + ------- < 0
1024 2097152
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x < -10$$
_____ _____
\ /
-------ο-------ο-------
x2 x1
Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x < -10$$
$$x > 8$$